Produção Descentralizada de Energia em Edifícios de Serviços Soluções de (Solar Térmico e) Solar Fotovoltaico

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1 Eficiência Energética em Edifícios Lisboa e-nova REECO RENEXPO Produção Descentralizada de Energia em Edifícios de Serviços Soluções de (Solar Térmico e) Solar Fotovoltaico Maria João Rodrigues 13 de Maio Centro de Congressos de Lisboa.

2 Parte 1 Classificações e conceitos Parte 2 Exemplos de Aplicação Parte 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado

3 Parte 1 Classificações e conceitos Parte 2 Exemplos de Aplicação Parte 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado

4 1 Classificações e conceitos Aplicações solares fotovoltaicas Key. CPV: concentrating PV SC: small-scale MS: medium-scale LS: large-scale VLS: very-large scale

5 1 Classificações e conceitos Aplicações solares fotovoltaicas stationary tracking CPV Image Sources: IEA-PVPS; Catavento; ISFOC. residential service Image Sources: IEA-PVPS; SMA; De Viris; Solstis; Arge Zayetta; Felden Clayton; US-DOE

6 1 Classificações e conceitos Aplicações solares fotovoltaicas Key. CPV: concentrating PV SC: small-scale MS: medium-scale LS: large-scale VLS: very-large scale

7 1 Classificações e conceitos O sistema fotovoltaico. 1 painéis solares fotovoltaicos produzem electricidade em corrente contínua (CC) inversor transforma a CC em corrente alternada (CA). Este equipamento é ainda fundamental para garantir a interligação física com a rede pública, incorporando funções de segurança eléctrica e de monitorização Contador de electricidade contabiliza a energia produzida para que seja apurada a receita de venda. 3 2

8 1 Classificações e conceitos Constrangimentos eléctricos de um sistema fotovoltaico. acesso solar. optimização da radiação captada ao longo do ano. orientação Sul. inclinação latitude. minimização de sombras. ventilação. optimização da temperatura de operação. optimização da produção de electricidade por unidade de área meios de ventilação da superfície traseira minimização de sombras. tecnologia. optimização do rendimento.

9 Tecnologias comerciais, pré-comerciais e em investigação

10 1 Classificações e conceitos Tecnologias comerciais, pré-comerciais e em investigação Suntech mc- Si sc- Si ErSol EF G EverGreen HI T Sanyo BC SunPower III-V CPV Solfocus a-si tande m Unisolar CdT e First Solar CI( G)S Würth Solar Kaneka µ-si /a- Si Dyesensitize d Dyesol Organic Electroni c Materials Konarka Rendimento,.

11 1 Classificações e conceitos Eficiência em Laboratório. Source: Molnar & Lapides (2008)

12 1 Classificações e conceitos Definição de Integração. A integração em edifícios de tecnologias fotovoltaicas refere-se à integração física e arquitectónica. A integração física refere-se ao conjunto de funções desempenhadas pelo sistema. A integração arquitectónica refere-se à harmozinação estética dos materiais fotovoltaicos no conceito arquitectónico. Os dois tipos de integração, física e arquitectónica, são mutuamente exclusivas Reijenga define 5 níveis crescentes de integração arquitectónica: - Aplicação invisível; - Sobreposto ao conceito arquitectónico; - Contribuindo para a imagem arquitectónica; -Determinando a imagem arquitectónica; - Gerador de novos conceitos arquitectónicos

13 1 Classificações e conceitos Conceitos de Integração. integração em cobertura

14 1 Classificações e conceitos Conceitos de Integração. integração em fachada

15 Parte 1 Classificações e conceitos Parte 2 Exemplos de Aplicação Parte 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado

16 2 Exemplos de aplicação Exemplos de Integração. edifícios serviços Academia Mont-Cenis, Alemanha Localização:Herne, Alemanha Ano de construção: 1999 Potência nominal: 1000 kwp Tipo PV: Conceito BiPV: mc-si transparente/opaco integrado em fachada e cobertura arquitectura: Jourda and BDA

17 2 Exemplos de aplicação Exemplos de Integração. edifícios serviços 4 Times Square Localização:Nova Iorque, EUA Ano de construção: 1999 Potência nominal: 14 kwp Tipo PV: Conceito BiPV: a-si opaco Integrado em fachada arquitectura: Kiss + Cathcart

18 2 Exemplos de aplicação Exemplos de Integração. edifícios serviços Edifício ECN 42.1, Holanda Localização:Petten, Holanda Ano de construção: 2001 Potência nominal: 23,73 kwp Tipo PV: Conceito BiPV: sc-si transparente integrado em cobertura arquitectura: Bear

19 2 Exemplos de aplicação Exemplos de Integração. edifícios serviços Aeroporto de Zurique Localização:Zurique, Suiça Ano de construção: 2003 Potência nominal: 290 kwp arquitectura: Arge Zayetta Tipo PV: Conceito BiPV: sc-si transparente Integrado em fachada /sistema de sombreamento exterior

20 2 Exemplos de aplicação Exemplos de Integração. edifícios serviços Earth Centre, Reino Unido Localização:South Yorkshire, Reino Unido Ano de construção: 2001 Potência nominal: 107 kwp Tipo PV: Conceito BiPV: sc-si transparente pala arquitectura: Feilden Clegg Bradley Architects

21 2 Exemplos de aplicação Exemplos de Integração. edifícios serviços Earth Centre, Reino Unido Localização:Beijing, China Ano de construção: 2008 Potência nominal:? kwp Tipo PV: Conceito BiPV: sc-si fachada arquitectura: Simone Giostra & Partners Architects

22 2 Exemplos de aplicação Caso de estudo Nacional Edifício Solar XXI. Edifício Solar XXI - Edifício Sede da MSF: A incorporação da fachada fotovoltaica BIPV é realizada no Alçado Sudeste do edifício situado em Lisboa. A fachada fotovoltaica é multifuncional, contribuindo para o sistema de climatização. Dados do projecto: Localização do projecto Campus LNEG, Lisboa, Portugal Utilização do edifício Edifício escritórios/serviços Tipo de instalação PV Fachada Potência total instalada 12 kwp Área total BIPV 100 m2 Orientação PV Sul Inclinação PV Fachada (90º) Produção anual de energia eléctrica: Numero de horas equivalentes: 12 MWh 1000 kwh / kwp FONTE: INETI.

23 2 Exemplos de aplicação Caso de estudo Nacional Edifício Natura Towers. Natura Towers - Edifício Sede da MSF: A incorporação da fachada fotovoltaica BIPV é realizada sobre o Alçado Sudeste do edifício situado em Lisboa. A fachada fotovoltaica é aplicada sobre uma ossatura do sistema muro cortina na fachada vertical. Dados do projecto: Localização do projecto Telheiras Norte II, Lt 6, Lisboa, Portugal Utilização do edifício Edifício escritórios/serviços Tipo de instalação PV Fachada muro cortina fotovoltaica Potência total instalada 23,967 kwp Área total BIPV 217,5 m2 Orientação PV Sul/Sudeste Inclinação PV Fachada (90º) Orientação principal Alçado Sul/Sudeste Envolvente Sombra a Sudoeste da envolvente Produção anual de energia eléctrica: Numero de horas equivalentes: 21,9 MWh 913 kwh / kwp FONTE: SAPA BUILDING SYSTEM PORTUGAL.

24 Parte 1 Classificações e conceitos Parte 2 Exemplos de Aplicação Parte 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado

25 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Forma e função. geração electricidade substituição materiais expressão arquitectónica superfície transferência calor opaca superfície transferência calor transparente Iluminação Natural apoio sistema climatização

26 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Forma e função. tarifa bonificada emissões CO 2 evitadas valor ambiental subjectivo custo evitado materiais substituídos emissões CO 2 evitadas materiais substituídos promoção imobiliária (marketing) realização investimento (time to market) inovação de produto/aplicação impacto necessidades aquecimento e arrefecimento impacto SCE impacto necessidades aquecimento, arrefecimento, iluminação impacto conforto visual impacto SCE impacto eficiência energética do sistema climatização impacto SCE

27 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Mecanismos de promoção de electricidade renovável. Existem três regimes distintos de apoio: o produtor independente; o produtor-consumidor; e o micro-produtor. DL 363/2007 DL 68/2002 DL 339-C/2001 DL 33-A/2005 DL 225/2007 DL 312/2001 Dezembro 2001 Março 2002 Fevereiro 2005 Maio 2007 Novembro 2007

28 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Integração física e funcionalidade. Envolvente opaca

29 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Integração física e funcionalidade. Envolvente transparente

30 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Integração física e funcionalidade.

31 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Propriedades estéticas ATRIBUTOS ESTÉTICOS Cor Transparência Textura Rigidez Forma Dimensão Composição

32 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Cor e eficiência Solar Cells Emerald [%] [Wp] [A] [%] [mv] [A] CH ,9 3,15 6,30 76, ,90 CH ,4 3,25 6,50 77, ,95 CH ,6 3,30 6,60 77, ,02 CH ,8 3,35 6,70 77, ,11 CH ,0 3,40 6,80 77, ,20 CH ,2 3,45 6,90 77, ,30 CH ,4 3,50 7,00 77, ,38 CH ,6 3,55 7,10 77, ,47 Solar Cells Gold [%] [Wp] [A] [%] [mv] [A] CH ,1 2,95 5,90 72, ,60 CH ,5 3,05 6,10 75, ,67 CH ,7 3,10 6,20 76, ,72 CH ,9 3,15 6,30 77, ,75 CH ,1 3,20 6,40 77, ,82 CH ,4 3,25 6,50 77, ,91 CH ,6 3,30 6,60 77, ,00 CH ,8 3,35 6,70 77, ,09

33 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Transparência e eficiência

34 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Textura cristalino standard filmes finos outros materiais

35 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Rigidez rígidos cristalino filmes finos flexíveis filmes finos orgânicos

36 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Composição Composição Modular. Materiais cristalinos Transparência. Composição Modular. Materiais cristalinos

37 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Composição

38 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Modelo de transferência de valor no processo arquitectónico. PV SPECIALIST Relative Advantage energy value IRR Complexity TRANSF ER FUNCTIO N ARCHIITECT Relative Advantage formal expression status-seeking Compatibility guiding principles Complexity Observability TRANFE R FUNCTIO N PRIVATE CLIENT Relative Advantage PV IRR energy independence status-seeking aesthetical value property energy value property market value marketing value COMMERCIAL CLIENT Observability Relative Advantage building IRR time-to-market marketability TRANSF ER FUNCTIO N TRANFE R FUNCTIO N

39 3 Tendências e trajectórias para um maior valor acrescentado Modelo integrado de valor. Generation Cost/Learning Investment Gross Generation Cost User- Value Net Generatio n Cost Over investme nt Learning Investme nt Cost of Electricit y (Niche Market) Gross Generation Cost User- Value Net Generatio n Cost Learning Investme nt Cost of Electricit y (Niche Market) Gross Generation Cost User- Value Net Generatio n Cost Cost of Electricit y (Niche Market) Gross Generation Cost User- Value Net Generatio n Cost Cost of Electricit y (Niche Market) Based on Watt, M. (2001) Time

40 Maria João Rodrigues 13 de Maio Centro de Congressos de Lisboa.